Тимчак М., Хвостівський М., Дедів Л. Математична модель для пiдвищення достовiрностi електрогастроентеросистем // Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя. 2012.

УДК 519.216:612.3

Математична модель електрогастроентеросигналу для пiдвищення достовiрностi електрогастроентеросистем

М. Тимчак, М. Хвостівський, Л. Дедів

Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя

© Тимчак М., Хвостівський М., Дедів Л., 2012

Проаналізовано останні дослідження шлунково-кишкового тракту людини за електрогастроентеросигналом та обгрунтовано адекватну його модель.

Ключові слова: електрогастроентеросигнал, шлунково-кишковий тракт, періодично-корельований випадковий процес

Recent research analysis of the gastrointestinal tract of human have been made by electrogastroenterosignal and its adequate model is graunded.

Key words: electrogastroenterosignal, gastrointestinal tract, periodically correlated random process

Вступ

Сьогодні у медичній практиці після оперативних втручань в органи шлунково-кишкового тракту (ШКТ) швидкість відновлення моторики контролюється за допомогою методів, які можна розділити на дві групи [1–4]:

• методи, що дають змогу безпосередньо реєструвати скоротливу активність ШКТ;
• методи оцінки моторної функції органів на основі даних, що характеризують їх електричну активність.

До першої групи належать методи, які базуються на безпосередньому вимірюванні внутрішньо-просвітного тиску ШКТ за допомогою балонів, мікросенсорів, радіокапсул, катетерів.

Їх особливістю є введення чужорідного тіла безпосередньо в просвіт органа, що призводить до роздратування механорецепторів слизової оболонки і змінює її моторну активність. Саме тому сьогодні особливої актуальності набувають неінвазивні і нетравматичний методи діагности ШКТ.

До другої групи належать електрофізіологічні методи, які базуються на вивченні електричної активності ШКТ, і дають змогу дослідити тісні взаємозв'язки між електричною і скоротливою діяльністю ШКТ [5–10]. Електрофізіологічні методи об’єднують як безпосередню реєстрацію біопотенціалів гладком’язових стінок органів з фіксованих на них електродів – пряма електрогастроентерографія, так і їх реєстрацію з нашкірних електродів – периферична електрогастроентерографія [11–14]. Необхідність імплантувати електроди в стінку органу обмежує використання прямої електрогастроентерографії в клінічній практиці. До того ж, у деяких роботах [11–14] виявлений достовірний зв’язок між результатами прямої і периферичної електрогастроентерографії.

Периферична електрогастроентерографія як неінвазивний метод дослідження ШКТ дає змогу оцінити біоелектричну активність шлунку, дванадцятипалої кишки і інших відділів ШКТ і базується на реєстрації змін електричного потенціалу від органів ШКТ (шлунок, дванадцятипала кишка, кишечник, пряма та товста кишки). Застосування периферичної електрогастроентерографії в процесі діагностики стану ШКТ уможливлює своєчасне (раннє) виявлення змін у функціонуванні органів травлення, що забезпечує подальший контроль за лікуванням та визначення доцільності оперативних втручань.

Ефективність діагностики ШКТ людини методом електрогастроентерографії залежить від виду математичної моделі електрогастроентеросигналу, яка і визначає методи його опрацювання, які дають змогу визначати інформативні параметри сигналу.

Висновки

З аналізу електрогастроентеросигналу та описаних властивостей періодично-корельованих випадкових процесів випливає, що математична модель процесу такого класу дає змогу адекватно описати сиґнал, а саме врахувати поєднання випадковості та періодичності сиґналу, а тому і розробити методи визначення інваріантних інформаційних ознак електрогастроентеросигналу враховуючи статистику таких сиґналів для задач ранньої (своєчасної) діагностики стану шлунково-кишкового тракту.

1. Зальцман И.Н. Комплексная методика электрогастрографического и рентгенологического исследования двигательной функции желудка: автореф. дисс. …канд.мед.наук / И.Н. Зальцман. – М., 1965. – 23 с.
2. Ногаллер А.М. Новое в электрогастрографии / А.М. Ногаллер. – М.: Тер. архив, 1971. – № 5. – С. 113–114.
3. Саблин О. А. Функциональная диагностика в гастроэнтерологии / О.А. Саблин, В.Б. Гриневич, Ю.П. Успенский, В.А. Ратников: Учеб.-метод. пособие. – М., СПб., 2002. — 88 с.
4. Ступин В.А., Богданов А.Е., Закиров Д.Б., Силуянов С.В., Смирнова Г.О. Новый метод диагностики моторно-эвакуаторной функции желудочно-кишечного тракта.
5. Климов П.К. Биоэлектрическая активность гладких мышц пищеварительного тракта и ее связь с сократительной деятельностью / П.К. Климов, В.Н. Устинов // Успехи физиологических наук. – М., 1973. – Т. 4. – № 4. – С. 3–33.
6. Ребров В.Г. Особенности регистрации электрической активности желудка и кишечника с поверхности тела пациента / В.Г. Ребров, Б.А. Станковский, Г.И. Куланина // Рос. журн. гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. – М., 1996. – № 2. – С. 48–52.
7. Смирнов А.А. Диагностическая оценка изменений электрической активности тонкой кишки у больных с распространенным перитонитом / А.А. Смирнов: Автореферат дис. …канд. мед. наук, 14.00.27. – хирургия. ГИУВ. – Иркутск, 2006.
8. Устинов В.Н. Конфигурация биопотенциалов гладких мышц желудка и двенадцатиперстной кишки / В.Н. Устинов // Физиологический журнал СССР им. И.М. Сеченова.. – М., 1974. – Т. 60. – № 6. – С. 961–970.
9. Шуба М.Ф. Электрофизиологические особенности гладких мышц желудочно-кишечного тракта / М.Ф. Шуба: В кн. «Моторная функция желудочно-кишечного тракта». – К., 1965. – С. 155–166.
10. Пономарева А.П. Периферическая электрогастроэнтеромиография в детской гастроэнтерологии / А.П. Пономарева, Н.С. Рачкова, С.В. Бельмер, А.И. Хавкин. – М.: Методические аспекты, 2007. – 48 с.
11. Смирнова Г.О. Периферическая электрогастроэнтерография в клинической практике: Пособие для врачей / Г.О. Смирнова, С.В. Силуянов. – М., 2009 – 20 c.
12. Ступин В.А. Периферическая электрогастроэнтерография в диагностике нарушений моторно-эвакуаторной функции желудочно-кишечного тракта / В.А. Ступин, Г.О. Смирнова, М.В. Баглаенко, С.В. Силуянов, Д.Б. Закиров. – М.: Лечащий врач, 2005. – № 2. – С. 60–62.
13. Cole L.G. Roentgenocinematography of stomach and cap / L.G. Cole / Am. J. Roentgenal. – 1914. – Vol. 107. – P. 212–228.
14. Драґан Я.П. Енергетична теорія лінійних моделей стохастичних сигналів / Я.П. Драґан. – Львів: Центр стратегічних досліджень еко-біо-технічних систем, 1997. – ХVІ+333с.